JPH0369567A - 粒子分散型セラミックスの製造方法 - Google Patents
粒子分散型セラミックスの製造方法Info
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- JPH0369567A JPH0369567A JP1205461A JP20546189A JPH0369567A JP H0369567 A JPH0369567 A JP H0369567A JP 1205461 A JP1205461 A JP 1205461A JP 20546189 A JP20546189 A JP 20546189A JP H0369567 A JPH0369567 A JP H0369567A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、粒子分散型セラミックスの製造に係り、特に
、化学反応を利用してセラミックス母相に粒子を微細且
つ均一に分散させる方法に関する。
、化学反応を利用してセラミックス母相に粒子を微細且
つ均一に分散させる方法に関する。
（従来の技術と解決しようとする課題）従来、セラミッ
クスは、高強度であるものの、脆性的で破壊靭性値が小
さいため、構造材料としての応用範囲が限られていた。
クスは、高強度であるものの、脆性的で破壊靭性値が小
さいため、構造材料としての応用範囲が限られていた。
このセラミックスを高靭性化する方法は、幾つか存在す
るが、そのうち最も有効な方法の］一つに粒子分散強化
法がある。この方法による場合、セラミックスに粒子を
分散させて強化するときに最も重要なことは、分散させ
る粒子が細かく、しかも、均一に分散していることであ
る。
るが、そのうち最も有効な方法の］一つに粒子分散強化
法がある。この方法による場合、セラミックスに粒子を
分散させて強化するときに最も重要なことは、分散させ
る粒子が細かく、しかも、均一に分散していることであ
る。
通常、分散粒子は、セラミックスの出発原料に混合する
ので、この微粒原料をセラミックスに均一に混合するこ
とが従来の焼結法で最も重要なことであった。この点、
従来法は、箒士骨賢千方壬−゛、焼結の出発原料に分散
粒子を混 合する場合には、分散粒子とセラミックス母相粒子とを
物理的、機械的に混合していたので、原料を混合すると
きに特殊な技術と長時間を要し、それでも、分散粒子と
セラミックス母相粒子とを良い混合状態にすることは困
難であった。このため、粒子の均一分散性に欠け、高靭
性のセラミックス製品が得られないという問題があった
。
ので、この微粒原料をセラミックスに均一に混合するこ
とが従来の焼結法で最も重要なことであった。この点、
従来法は、箒士骨賢千方壬−゛、焼結の出発原料に分散
粒子を混 合する場合には、分散粒子とセラミックス母相粒子とを
物理的、機械的に混合していたので、原料を混合すると
きに特殊な技術と長時間を要し、それでも、分散粒子と
セラミックス母相粒子とを良い混合状態にすることは困
難であった。このため、粒子の均一分散性に欠け、高靭
性のセラミックス製品が得られないという問題があった
。
本発明は、粒子が微細且つ均一に分散されて高靭性を有
する粒子分散型セラミックスの製造法を提供することを
目的とするものである。
する粒子分散型セラミックスの製造法を提供することを
目的とするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明者は、従来の粒子分散法では、予め分散粒子とセ
ラミックス母相粒子とを混合してから焼結するため、原
料混合段階での制約を受けて均一混合が困難であること
に鑑みて、予め粒子とセラミックス粒子とを混合するの
ではなく、焼結過程或いは焼結後において化学反応によ
りセラミックスマトリックス中に分散粒子を合成し析出
させるならば、分散微粒子の粒径が細かくなり、且つ均
一に分散させることができ、破壊靭性値が大幅に改善で
きるとの知見を得て、ここに本発明を完成したものであ
る。
ラミックス母相粒子とを混合してから焼結するため、原
料混合段階での制約を受けて均一混合が困難であること
に鑑みて、予め粒子とセラミックス粒子とを混合するの
ではなく、焼結過程或いは焼結後において化学反応によ
りセラミックスマトリックス中に分散粒子を合成し析出
させるならば、分散微粒子の粒径が細かくなり、且つ均
一に分散させることができ、破壊靭性値が大幅に改善で
きるとの知見を得て、ここに本発明を完成したものであ
る。
すなわち、本発明に係る粒子分散型セラミックスの製造
方法は、セラミックス母相原料と分散粒子生成可能原料
とを混合し、その焼結過程或いは焼結後に、セラミック
ス母相原料と分散粒子生成可能原料、又は分散粒子生成
可能原料同士を化学反応させることにより、セラミック
ス母相中に微粒子を析出させ分散させることを特徴とす
るものである。
方法は、セラミックス母相原料と分散粒子生成可能原料
とを混合し、その焼結過程或いは焼結後に、セラミック
ス母相原料と分散粒子生成可能原料、又は分散粒子生成
可能原料同士を化学反応させることにより、セラミック
ス母相中に微粒子を析出させ分散させることを特徴とす
るものである。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
（作用）
前述の如く、本発明では、従来法の如く分散粒子を予め
セラミックス原料と混合するのではなく、混合後の過程
において化学反応により粒子を合或し、これをセラミッ
クス母相中に分散させること３ ４− を骨子としている。
セラミックス原料と混合するのではなく、混合後の過程
において化学反応により粒子を合或し、これをセラミッ
クス母相中に分散させること３ ４− を骨子としている。
化学反応により合成する分散粒子は、焼結過程で合成し
ても、或いは焼結後の熱処理により合成しても、いずれ
でもよい。
ても、或いは焼結後の熱処理により合成しても、いずれ
でもよい。
また、分散粒子の合成は、粒子生成可能原料同士の化学
反応によっても、またセラミックス母相原料と粒子生成
可能原料との化学反応によってもよく、或いはこれらの
双方の化学反応によってもよい。
反応によっても、またセラミックス母相原料と粒子生成
可能原料との化学反応によってもよく、或いはこれらの
双方の化学反応によってもよい。
分散粒子の化学反応としては、セラミックス母相原料や
粒子生成可能原料の組合せによって種々の化学反応が可
能であるが、例えば、分散させる粒子が炭素或いは金属
炭化物の場合には、ＭｘＣ＋Ｂ（又はＢ、Ｃ）→Ｍｙ
Ｂ ＋ Ｃ−（１）ＭｘＣ＋ＮｙＢ−＋ＭｚＢ＋ＮｗＣ
−（２）但し、ＩｖｌＮ：金属元素、 ｘ、 ｙ、 ｆ： ＦＸ子価整合のための適当な数値の
化学反応を利用する。
粒子生成可能原料の組合せによって種々の化学反応が可
能であるが、例えば、分散させる粒子が炭素或いは金属
炭化物の場合には、ＭｘＣ＋Ｂ（又はＢ、Ｃ）→Ｍｙ
Ｂ ＋ Ｃ−（１）ＭｘＣ＋ＮｙＢ−＋ＭｚＢ＋ＮｗＣ
−（２）但し、ＩｖｌＮ：金属元素、 ｘ、 ｙ、 ｆ： ＦＸ子価整合のための適当な数値の
化学反応を利用する。
ここで、左辺のＭｘＣ，Ｂ又はＢ４Ｃ，ＮｙＢは混合し
た粒子生成可能原料であって、このうち、ＭｘＣはセラ
ミックス母相原料であってもよい。
た粒子生成可能原料であって、このうち、ＭｘＣはセラ
ミックス母相原料であってもよい。
右辺のＣ，ＮｗＣは合成された粒子であってセラミック
ス母相中に析出し、分散され、靭性強化作用をする粒子
である。化学反応の利用により粒子を分散させるので、
粒子が細かく、しかも均一に分散される。勿論、他の反
応生成物ＭｙＢ、ＭｚＢも分散強化の役割を担い、強化
作用を助長させる。
ス母相中に析出し、分散され、靭性強化作用をする粒子
である。化学反応の利用により粒子を分散させるので、
粒子が細かく、しかも均一に分散される。勿論、他の反
応生成物ＭｙＢ、ＭｚＢも分散強化の役割を担い、強化
作用を助長させる。
これによってセラミックスマトリックスに内部応力を蓄
積して亀裂進展方向を変えさせ、また、分散粒子は亀裂
の橋かけ（阻止）を行い、このため、破壊の抵抗が増加
してセラミックスの靭性値を増大するものと考えられる
。従来の粒子分散法では仮に均一に原料を混合できたと
しても、このような作用は期待できない。
積して亀裂進展方向を変えさせ、また、分散粒子は亀裂
の橋かけ（阻止）を行い、このため、破壊の抵抗が増加
してセラミックスの靭性値を増大するものと考えられる
。従来の粒子分散法では仮に均一に原料を混合できたと
しても、このような作用は期待できない。
勿論、上記（１）、（２）の反応式のようなセラミック
ス母相原料と粒子生成可能原料との反応に限られず、粒
子生成可能原料同士の反応によっても粒子を合成でき、
同様の効果が得られる。
ス母相原料と粒子生成可能原料との反応に限られず、粒
子生成可能原料同士の反応によっても粒子を合成でき、
同様の効果が得られる。
材質の粒子が可能であり、特に制限されるものではない
。要は、分散させたい所望の材質の粒子が得られればよ
い。
。要は、分散させたい所望の材質の粒子が得られればよ
い。
また、粒子の分散量は適当にコントロールできるが、１
〜５０ｖｏｌ％の範囲が望ましい。
〜５０ｖｏｌ％の範囲が望ましい。
セラミックス母相原料としては、通常のセラミックスが
選ばれる。ＳｉＣ，ＴｉＣ，ＴｊＢ、Ｓｉ３Ｎいサイア
ロンなどの炭化物、窒化物、硼化物或いは炭窒化物が本
来高強度を持つ点から好ましいが、ＡＱ、０３、ＺｒＯ
２、ムライトなどの酸化物でもよく、硼素も可能である
。
選ばれる。ＳｉＣ，ＴｉＣ，ＴｊＢ、Ｓｉ３Ｎいサイア
ロンなどの炭化物、窒化物、硼化物或いは炭窒化物が本
来高強度を持つ点から好ましいが、ＡＱ、０３、ＺｒＯ
２、ムライトなどの酸化物でもよく、硼素も可能である
。
また、粒子生成可能原料としては、セラミックス母相原
料との化学反応、或いは粒子生成可能原料同士の化学反
応により安定した分散粒子をつくる原料であればよく、
元素又は化合物から選ばれる。例えば、元素とシテは、
Ｂ、Ｃ，ＡＱ、Ｓｉ、Ｃａ、 Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ−
Ｍｎ、 Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｙ、 Ｚｒ、 Ｎｂ
、Ｍｏ、 Ｔｃ、 Ｈｆ、 Ｔａ、Ｗ、 Ｒｅ
、Ｕ、Ｔｈなどが挙げられる。化合物としては、上記各
元素の炭化物、硼化物、窒化物、炭化物などが挙げられ
る。
料との化学反応、或いは粒子生成可能原料同士の化学反
応により安定した分散粒子をつくる原料であればよく、
元素又は化合物から選ばれる。例えば、元素とシテは、
Ｂ、Ｃ，ＡＱ、Ｓｉ、Ｃａ、 Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ−
Ｍｎ、 Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｙ、 Ｚｒ、 Ｎｂ
、Ｍｏ、 Ｔｃ、 Ｈｆ、 Ｔａ、Ｗ、 Ｒｅ
、Ｕ、Ｔｈなどが挙げられる。化合物としては、上記各
元素の炭化物、硼化物、窒化物、炭化物などが挙げられ
る。
セラミック母相原料と粒子生成可能原料との焼結には、
常圧焼結、反応焼結、加圧焼結（ホットプレス、ＨＩＰ
（熱間ガス加圧焼結））などが利用される。その焼結条
件は、上記のような化学反応を起こす条件、或いは化学
反応を起こさない条件のいずれでもよい。焼結過程で化
学反応が起こらない場合には、焼結後の熱処理により化
学反応を起こさせる。いずれを選択するかは、化学反応
の種類に依存している。例えば、前記（１）式の代表的
な例としては ２ＴｉＣ＋Ｂ、Ｃ１０Ｔ ｉＢ ２ ＋ ３ Ｃ・・（
３）２ＷＣ＋Ｂ−＋Ｗ、、Ｂ＋２Ｃ・・・（４）Ｃｒ、
Ｃ２＋１４Ｂ→３ ＣｒＢ、＋ ２８４Ｃ−４５）２Ｚ
ｒＣ十Ｂ、Ｃ−＋２ＺｒＢ２＋３Ｃ＝（６）ＶＮ＋３Ｂ
−＋ＶＢ２＋ＢＮ ・（７）７− などがあり、生成したＣ或いは硼化物がセラミックス母
相中に分散する。
常圧焼結、反応焼結、加圧焼結（ホットプレス、ＨＩＰ
（熱間ガス加圧焼結））などが利用される。その焼結条
件は、上記のような化学反応を起こす条件、或いは化学
反応を起こさない条件のいずれでもよい。焼結過程で化
学反応が起こらない場合には、焼結後の熱処理により化
学反応を起こさせる。いずれを選択するかは、化学反応
の種類に依存している。例えば、前記（１）式の代表的
な例としては ２ＴｉＣ＋Ｂ、Ｃ１０Ｔ ｉＢ ２ ＋ ３ Ｃ・・（
３）２ＷＣ＋Ｂ−＋Ｗ、、Ｂ＋２Ｃ・・・（４）Ｃｒ、
Ｃ２＋１４Ｂ→３ ＣｒＢ、＋ ２８４Ｃ−４５）２Ｚ
ｒＣ十Ｂ、Ｃ−＋２ＺｒＢ２＋３Ｃ＝（６）ＶＮ＋３Ｂ
−＋ＶＢ２＋ＢＮ ・（７）７− などがあり、生成したＣ或いは硼化物がセラミックス母
相中に分散する。
前記（２）式の代表的な例としては
３ＴｉＣ＋ＬａＢＩ＋−＋３ＴｉＢ２＋ＬａＣ，＋ｅＣ
＝４８）ＺｒＣ＋ＴｉＢ２→ＺｒＢ２＋ＴｉＣ
−４９）などがあり、生成したＬａＣ．ＴｉＣ或いは
ＴｉＢ２などがセラミックス母相中に分散する。
＝４８）ＺｒＣ＋ＴｉＢ２→ＺｒＢ２＋ＴｉＣ
−４９）などがあり、生成したＬａＣ．ＴｉＣ或いは
ＴｉＢ２などがセラミックス母相中に分散する。
その他の反応の代表的な例としでは、
Ｓ］３Ｎ４十Ｂ４Ｃ＋２Ｃ→３ＳｉＣ＋４８Ｎ４ＴｊＮ
＋３Ｂ４Ｃ→４ Ｔ ｉ Ｂ ２＋４ ８ Ｎ ＋ ３
ＣＶＢ２＋ＺｒＮ−＋ＶＮ＋ＺｒＢ２ などがあり、更に ＶＮ＋Ｚｒ−）ＺｒＮ＋Ｖ などの反応もある。
＋３Ｂ４Ｃ→４ Ｔ ｉ Ｂ ２＋４ ８ Ｎ ＋ ３
ＣＶＢ２＋ＺｒＮ−＋ＶＮ＋ＺｒＢ２ などがあり、更に ＶＮ＋Ｚｒ−）ＺｒＮ＋Ｖ などの反応もある。
これらの化学反応のうち、式（３）から（７）の反応は
比較的低温（約１４００’Ｃ）で起こるが、他の反応は
高温で起こり、また雰囲気のガス（窒素）分圧などによ
っても影響を受けるので、反応を促進させるための熱処
理（加熱処理）が必要である。
比較的低温（約１４００’Ｃ）で起こるが、他の反応は
高温で起こり、また雰囲気のガス（窒素）分圧などによ
っても影響を受けるので、反応を促進させるための熱処
理（加熱処理）が必要である。
このような加熱処理としては、焼結過程の場合には１０
００〜２０００℃で加熱温度を一定に保ち、焼結後の場
合には１５００〜２５００℃の高温で、それぞれ雰囲気
を調整して熱処理する。雰囲気は、セラミックス母相に
応してｊ〜３０００気圧、好ましくは０．１〜９９気圧
の空気、又は窒素、アルゴンなどの不活性雰囲気とし、
必要であれば加圧する。
００〜２０００℃で加熱温度を一定に保ち、焼結後の場
合には１５００〜２５００℃の高温で、それぞれ雰囲気
を調整して熱処理する。雰囲気は、セラミックス母相に
応してｊ〜３０００気圧、好ましくは０．１〜９９気圧
の空気、又は窒素、アルゴンなどの不活性雰囲気とし、
必要であれば加圧する。
なお、原料粉体の焼結性が悪い場合には、焼結助剤を混
合しても支障はない。
合しても支障はない。
（実施例）
次に本発明の実施例を示す。
失凰班上
第１表に示す混合比で原料を調合し、簡単なボールミル
で６時間混合した。これを円盤状に成形し、ホットプレ
ス或いは常圧焼結法しこより、１７００℃から２３００
℃までの温度でアルゴン雰囲気中で焼結を行った。一部
のものについては焼結後熱処理を施した。なお、ホラ１
−プレスの場合は、圧力を２０ＭＰａとした。
で６時間混合した。これを円盤状に成形し、ホットプレ
ス或いは常圧焼結法しこより、１７００℃から２３００
℃までの温度でアルゴン雰囲気中で焼結を行った。一部
のものについては焼結後熱処理を施した。なお、ホラ１
−プレスの場合は、圧力を２０ＭＰａとした。
また、比較のため、第↓表に示す条件にて焼結を行った
。分散粒子を出発原料から配合し、その際、少量のＢは
焼結助剤として加えた。ホットプレスは上記の場合と同
じ条件とした。
。分散粒子を出発原料から配合し、その際、少量のＢは
焼結助剤として加えた。ホットプレスは上記の場合と同
じ条件とした。
得られた焼結体について、組成を分析すると共に強度と
破壊靭性値を測定した。組成はＸ線分析、ＥＤＡＸや光
学顕微鏡による組織学的分析、化学分析などによって決
定した。強度はＪＩＳＲ１６０１に基づき測定し、破壊
靭性値に１Ｃは、ＡＳＴＭＥ３９９（ヴイッカース圧痕
とブレクラソク、５ＥＮＢ法）により測定した。それら
の結果を第１表に併記する。
破壊靭性値を測定した。組成はＸ線分析、ＥＤＡＸや光
学顕微鏡による組織学的分析、化学分析などによって決
定した。強度はＪＩＳＲ１６０１に基づき測定し、破壊
靭性値に１Ｃは、ＡＳＴＭＥ３９９（ヴイッカース圧痕
とブレクラソク、５ＥＮＢ法）により測定した。それら
の結果を第１表に併記する。
第↓表において、本発明例Ｎα工、Ｎα２、Ｎα５と比
較例Ｎα７、Ｎα８とを比較すると明らかなとおり、焼
結体の組成は同じであっても、本発明例では高靭性高強
度の材料が得られている。これは、以下のように考察さ
れる。
較例Ｎα７、Ｎα８とを比較すると明らかなとおり、焼
結体の組成は同じであっても、本発明例では高靭性高強
度の材料が得られている。これは、以下のように考察さ
れる。
比較例の場合、焼結体の母相ＳｊＣに分散した硼化物と
Ｃ粒子は原料配合の時の形状と粒径が殆ど変わらず、硼
化物の平均粒径は３０μｍ、 Ｃのそれは工μｍであり
、一部に分散粒子の凝集も認められ、分散状態はよくな
かった。母相であるＳｉＣ単体の破壊靭性値は２ 、２
０ Ｍ Ｐａｍ”であったので、従来法によっても硼化
物とＣを分散させたことにより破壊靭性値は増大するが
、その値はせいぜい３．０２−３．４５ＭＰａｍ”にと
どまっている。
Ｃ粒子は原料配合の時の形状と粒径が殆ど変わらず、硼
化物の平均粒径は３０μｍ、 Ｃのそれは工μｍであり
、一部に分散粒子の凝集も認められ、分散状態はよくな
かった。母相であるＳｉＣ単体の破壊靭性値は２ 、２
０ Ｍ Ｐａｍ”であったので、従来法によっても硼化
物とＣを分散させたことにより破壊靭性値は増大するが
、その値はせいぜい３．０２−３．４５ＭＰａｍ”にと
どまっている。
一方、本発明例Ｎα工〜Ｎα３の場合は、焼結中にＣと
Ｂ４Ｃが生威し、焼結後に焼結体のＳｉＣ又はＴｉＢ２
母相に平均粒径０．２μｍと細かく、均一に分散してい
た。また、本発明例Ｎ［１４〜Ｎｏ、 ６の場合は平均
粒径が約０．３μｍの硼化物とＣが生威し、母相に均一
に分散していた。そのため、焼結した○ 材料の強度は４５公〜９４３ＭＰａと高く、破壊靭性値
３ 、６−４ 、７ Ｍ Ｐａｍ１／２と大きい。
Ｂ４Ｃが生威し、焼結後に焼結体のＳｉＣ又はＴｉＢ２
母相に平均粒径０．２μｍと細かく、均一に分散してい
た。また、本発明例Ｎ［１４〜Ｎｏ、 ６の場合は平均
粒径が約０．３μｍの硼化物とＣが生威し、母相に均一
に分散していた。そのため、焼結した○ 材料の強度は４５公〜９４３ＭＰａと高く、破壊靭性値
３ 、６−４ 、７ Ｍ Ｐａｍ１／２と大きい。
【以下余白］
特開平３
６９５６７ （５）
矢Ａ−舛−染
第２表に示す混合比で原料を調合し、簡単なボールミル
で６時間混合した。これを円盤状に成形し、反応焼結法
、ＨＩＰ、ホットプレス或い常圧焼結法により焼結した
。ホントプレスの場合は、圧力を２０ＭＰａとした。な
お、本発明例Ｈａ １１でのＦｅ（Ｃｆｌ ）３は焼結
助剤である。
で６時間混合した。これを円盤状に成形し、反応焼結法
、ＨＩＰ、ホットプレス或い常圧焼結法により焼結した
。ホントプレスの場合は、圧力を２０ＭＰａとした。な
お、本発明例Ｈａ １１でのＦｅ（Ｃｆｌ ）３は焼結
助剤である。
その後、焼結体を窒素雰囲気下で熱処理し、セラミック
ス中に金属窒化物粒子の生成を行った。
ス中に金属窒化物粒子の生成を行った。
また、比較のため、第２表に示す条件にて焼結を行った
。分散粒子を出発原料から配合し、ホットプレス等によ
り焼結を行った。
。分散粒子を出発原料から配合し、ホットプレス等によ
り焼結を行った。
得られた焼結体についての組成、強度及び破壊靭性値を
第２表に併記する。なお、組成の分析、強度、破壊靭性
値に１ｃの測定は、実施例１の場合と同様の要領で行っ
た。
第２表に併記する。なお、組成の分析、強度、破壊靭性
値に１ｃの測定は、実施例１の場合と同様の要領で行っ
た。
本発明例Ｎα９では■Ｂ２とＢＮが生成し、本発明例Ｎ
ｏ１０ではＴｉＢ２、ＢＮとＣが生成し、セラミックス
母相中に均一に分散していた。本発明例Ｎａ １１−
Ｈａ １．２ではＢＮが生１戊し、本発明例Ｎａ １３
でばＢＮとＺｒＢ２が生成し、平均粒径が０．３μｍの
大きさでセラミックス母相中に均一に分散していた。
ｏ１０ではＴｉＢ２、ＢＮとＣが生成し、セラミックス
母相中に均一に分散していた。本発明例Ｎａ １１−
Ｈａ １．２ではＢＮが生１戊し、本発明例Ｎａ １３
でばＢＮとＺｒＢ２が生成し、平均粒径が０．３μｍの
大きさでセラミックス母相中に均一に分散していた。
焼結後の熱処理によって生成したこれらの粒子は、焼結
体の強度及び破壊靭性値を増大させ、母相がＳｉＣであ
る本発明例Ｎａ ９〜Ｎα１０では強度が４５２−５５
４ＭＰａ、破壊靭性値が４．０−５゜２ Ｍ Ｐ ａｍ
１′’と大きく、母相がＳユ、Ｎ４である本発明例Ｎｎ
１１−＆１３では強度が３２７−７１２ＭＰａ、破壊靭
性値が４．８−７．８ＭＰａｍ１１２と大きい。
体の強度及び破壊靭性値を増大させ、母相がＳｉＣであ
る本発明例Ｎａ ９〜Ｎα１０では強度が４５２−５５
４ＭＰａ、破壊靭性値が４．０−５゜２ Ｍ Ｐ ａｍ
１′’と大きく、母相がＳユ、Ｎ４である本発明例Ｎｎ
１１−＆１３では強度が３２７−７１２ＭＰａ、破壊靭
性値が４．８−７．８ＭＰａｍ１１２と大きい。
一方、比較例はいずれも、焼結後の組成は出発原料配合
と同しで、特に分散粒子と母相の化学反応による粒子の
析出は認められなかった。焼結体の母相ＳｉＣやＳｉ３
Ｎ４に分散した硼化物と窒化物粒子については、配合時
の形状と粒径が殆ど変わらず、それらの平均粒径は２〜
３０μｍ、一部については分散粒子の凝集も認められ、
分散状態はよくなかった。
と同しで、特に分散粒子と母相の化学反応による粒子の
析出は認められなかった。焼結体の母相ＳｉＣやＳｉ３
Ｎ４に分散した硼化物と窒化物粒子については、配合時
の形状と粒径が殆ど変わらず、それらの平均粒径は２〜
３０μｍ、一部については分散粒子の凝集も認められ、
分散状態はよくなかった。
比較例Ｎα１４は本発明例Ｎａ９と、比較例Ｎ０］５４
１５
は本発明例Ｎ（１１１と、比較例Ｎα１６は本発明例Ｎ
α１３と、それぞれ最終組成が同じになるように出発原
料を調整し焼結したが、いずれも本発明例にみられるよ
うな高強度、高破壊靭性値は得られていない。
α１３と、それぞれ最終組成が同じになるように出発原
料を調整し焼結したが、いずれも本発明例にみられるよ
うな高強度、高破壊靭性値は得られていない。
このように、組成が同じであっても、本発明例で高強度
高靭性の材料が得られるのは、分散粒子力が導入された
ためである。セラミックス、特にＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ、は
硼化物、窒化物などで靭性強化できるものの、分散粒子
は微細で均一に分散している方が効果的である。
高靭性の材料が得られるのは、分散粒子力が導入された
ためである。セラミックス、特にＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ、は
硼化物、窒化物などで靭性強化できるものの、分散粒子
は微細で均一に分散している方が効果的である。
【以下余白］
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明によれば、焼結過程或いは
焼結後におけるセラミックス母相原料と粒子生成可能原
料、或いは粒子生成可能原料同士の化学反応により、分
散粒子を合成しセラミックス母相中に微細且つ均一に分
散させるので、焼結体の強度、破壊靭性値を顕著に向上
させることができる。
焼結後におけるセラミックス母相原料と粒子生成可能原
料、或いは粒子生成可能原料同士の化学反応により、分
散粒子を合成しセラミックス母相中に微細且つ均一に分
散させるので、焼結体の強度、破壊靭性値を顕著に向上
させることができる。
８
Claims (5)
- （１） セラミックス母相原料と分散粒子生成可能原料
とを混合し、その焼結過程或いは焼結後に、セラミック
ス母相原料と分散粒子生成可能原料、又は分散粒子生成
可能原料同士を化学反応させることにより、セラミック
ス母相中に微粒子を析出させ分散させることを特徴とす
る粒子分散型セラミックスの製造方法。 - （２） 前記化学反応は、焼結過程での加熱処理或いは
焼結後の加熱処理により行う請求項１に記載の方法。 - （３） 生成分散した微粒子が、炭素、炭化物、窒化物
又は硼化物であり、その生成分散量が１〜５０ｖｏｌ％
である請求項１に記載の方法。 - （４） セラミックス母相原料が、硼化物、窒化物、炭
化物、炭窒化物、酸化物或いはそれらの混合物からなる
セラミックスである請求項１に記載の方法。 - （５） 分散粒子生成可能原料が、硼素、硼化物、窒化
物、炭化物のうちの少なくとも１種である請求項１、２
又は３に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1205461A JPH0369567A (ja) | 1989-08-08 | 1989-08-08 | 粒子分散型セラミックスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1205461A JPH0369567A (ja) | 1989-08-08 | 1989-08-08 | 粒子分散型セラミックスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0369567A true JPH0369567A (ja) | 1991-03-25 |
Family
ID=16507263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1205461A Pending JPH0369567A (ja) | 1989-08-08 | 1989-08-08 | 粒子分散型セラミックスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0369567A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015521150A (ja) * | 2012-05-01 | 2015-07-27 | アメリカ合衆国 | 耐熱金属ホウ化物セラミック、及びそれを生産する方法 |
| US10179342B2 (en) | 2012-02-21 | 2019-01-15 | Eisenmann Se | Immersion treatment installation |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6252128A (ja) * | 1985-06-04 | 1987-03-06 | モンテヂソン・エス・ピイ・エイ | アルミナ−ジルコニア混合酸化物及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-08-08 JP JP1205461A patent/JPH0369567A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6252128A (ja) * | 1985-06-04 | 1987-03-06 | モンテヂソン・エス・ピイ・エイ | アルミナ−ジルコニア混合酸化物及びその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10179342B2 (en) | 2012-02-21 | 2019-01-15 | Eisenmann Se | Immersion treatment installation |
| JP2015521150A (ja) * | 2012-05-01 | 2015-07-27 | アメリカ合衆国 | 耐熱金属ホウ化物セラミック、及びそれを生産する方法 |
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